Решение. 1 эВ – 1,6∙10-19 Дж, 4,9 эВ = 7,84∙10-19 Дж, 4,5 эВ= 7,2∙10-19 Дж.
Запишем формулу Эйнштейна для фотоэффекта и определим скорость фотоэлектрона:
[ E=A+{{E}_{K}}(1),{{E}_{K}}=frac{mcdot {{upsilon }^{2}}}{2}(2),E=A+frac{mcdot {{upsilon }^{2}}}{2},frac{mcdot {{upsilon }^{2}}}{2}=E-A,upsilon =sqrt{frac{2cdot (E-A)}{m}}(3). ]
Где: m – масса электрона, m = 9,1∙10-31 кг.
Максимальный импульс pmax, передаваемый поверхности металла рассчитаем по формуле
[ begin{align}
& {{p}_{max }}=mcdot upsilon (4),={{p}_{max }}=mcdot sqrt{frac{2cdot (E-A)}{m}},{{p}_{max }}=sqrt{frac{{{m}^{2}}cdot 2cdot (E-A)}{m}}, \
& {{p}_{max }}=sqrt{2cdot mcdot (E-A)}(5). \
& {{p}_{max }}=sqrt{2cdot 9,1cdot {{10}^{-31}}cdot (7,84cdot {{10}^{-19}}-7,2cdot {{10}^{-19}})}=3,4cdot {{10}^{-25}}. \
end{align} ]
Ответ: 3,4∙10-25 кг∙м/с.
Условие задачи:
Фотоны с энергией 4,9 эВ вырывают электроны из металла с работой выхода 4,5 эВ. Найдите максимальный импульс, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.
Задача №11.2.32 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
(E=4,9) эВ, (A_{вых}=4,5) эВ, (p-?)
Решение задачи:
Импульс (p), передаваемый поверхности металла, равен (приближенно) импульсу фотоэлектрона. Строго говоря, нужно записывать закон сохранения импульса, но в данном случае импульс фотона света очень мал по сравнению с импульсом фотоэлектрона, поэтому мы можем пренебречь им (Вы можете сами в этом убедиться).
Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия поглощенного фотона (E) идет на совершение работы выхода (A_{вых}) и на сообщение кинетической энергии вылетевшему электрону (frac{{{m_e}{upsilon ^2}}}{2}). Поэтому:
[E = {A_{вых}} + frac{{{m_e}{upsilon ^2}}}{2};;;;(1)]
В этой формуле (h) – это постоянная Планка, равная 6,62·10-34 Дж·с, (m_e) – масса электрона, равная 9,1·10-31 кг.
Домножим и числитель, и знаменатель дроби, являющейся кинетической энергией фотоэлектрона, на (m_e), тогда:
[E = {A_{вых}} + frac{{m_e^2{upsilon ^2}}}{{2{m_e}}}]
Понятно, что в числителе мы получили квадрат импульса электрона (p):
[E = {A_{вых}} + frac{{{p^2}}}{{2{m_e}}}]
Перенесем (A_{вых}) в левую часть уравнения:
[E – {A_{вых}} = frac{{{p^2}}}{{2{m_e}}}]
Откуда импульс электрона (p) (а значит и искомый получаемый поверхностью металла импульс) равен:
[p = sqrt {2{m_e}left( {E – {A_{вых}}} right)} ]
Численный ответ равен (1 эВ = 1,6·10-19 Дж):
[p = sqrt {2 cdot 9,1 cdot {{10}^{ – 31}} cdot left( {4,9 cdot 1,6 cdot {{10}^{ – 19}} – 4,5 cdot 1,6 cdot {{10}^{ – 19}}} right)} = 3,4 cdot {10^{ – 25}};кг cdot м/с]
Ответ: 3,4·10-25 кг·м/с.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
11.2.32 Серебряная пластинка (Aвых=4,7 эВ) освещена светом с длиной волны 180 нм. Определите
11.2.34 Определить давление, испытываемое платиновым электродом вследствие фотоэффекта
11.2.35 Фотон с длиной волны 300 нм вырывает с поверхности металла электрон, который
поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
-
экономические
43,653 -
гуманитарные
33,653 -
юридические
17,917 -
школьный раздел
611,912 -
разное
16,901
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
Спрятать решение
Решение.
Согласно постулатам Бора, свет излучается при переходе атома на более низкие уровни энергии, при этом фотоны несут энергию, равную разности энергий начального и конечного состояний. Таким образом, испущенный фотон имел нес энергию
Согласно уравнению фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вылетающих фотоэлектронов связана с энергией фотона и работой выхода соотношением
Работа выхода связана с частотой красной границы соотношением:
Таким образом, максимально возможный импульс фотоэлектрон равен
Ответ: 
Спрятать критерии
Критерии проверки:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — постулаты Бора, уравнение Эйнштейна для фотоэффекта); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи); III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу; IV) представлен правильный ответ. |
3 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. ИЛИ Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.). ИЛИ В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца. ИЛИ Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка. |
2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа. ИЛИ В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. |
1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:
Готовое решение: Заказ №8379
Тип работы: Задача
Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)
Предмет: Физика
Дата выполнения: 28.08.2020
Цена: 227 руб.
Чтобы получить решение, напишите мне в WhatsApp, оплатите, и я Вам вышлю файлы.
Кстати, если эта работа не по вашей теме или не по вашим данным, не расстраивайтесь, напишите мне в WhatsApp и закажите у меня новую работу, я смогу выполнить её в срок 1-3 дня!
Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:
№2 54. Кванты света с длиной волны л = 10-7 м вырывают электроны из металла с работой выхода A = 4,5 эВ. Найдите максимальный импульс вылетающего электрона.
Решение.
Энергия фотона с длиной волны : , где Дж∙с – постоянная Планка; м/с – скорость распространения света в вакууме. По закону сохранения, для энергии фотона при фотоэффекте можем записать: , где – работа выхода электрона из металла; – максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов. Тогда максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов: . Импульс фотоэлектрона выразим через его кинетическую энергию (используем
- Выбиваемые светом при фотоэффекте электроны полностью задерживаются при приложении обратного напряжения 1,2 В. Длина волны падающего света равна 400 нм. Определить минимальную частоту света, при которой возможен фотоэффект.
- На поверхность калия падает ультрафиолетовое излучение с длиной волны 150 нм. Определить максимальную кинетическую энергию (в электрон-вольтах) фотоэлектронов и задерживающую разность потенциалов.
- Красная граница фотоэффекта 2,7•10-7 м. Найти работу выхода электронов из вещества. Найти также максимальную скорость фотоэлектронов при облучении металла излучением с длиной волны л = 1,7•10-7 м.
- Кванты света, соответствующие длине волны 0,2 мкм, падают на цинковую пластинку. Определить максимальный импульс вылетающих электронов (Aвых = 4 эВ для цинка).
